Les matériaux pour l'impression 3D

• Les fils compatibles avec les imprimantes Ultimaker S5 doivent avoir un diamètre de 2,85 mm.
• Les matériaux compatibles : PLA, PVA, ABS, TPU, PP, PC, CPE, PETG, Nylon, …
• Ces matériaux sont disponibles facilement dans des magasins spécialisés et sur internet.
• Pour l'initiation, le Labo utilise uniquement du PLA qui présente les avantages d'être facile à paramétrer et d'être peu polluant.

• L'acide polylactique (anglais : PolyLactic Acid, abrégé en PLA) peut être obtenu à partir d'amidon de maïs, ce qui en fait la première alternative naturelle au polyéthylène (on parle de bioplastique).
• C'est l'un des principaux matériaux utilisés par les imprimantes 3D.
• Le PLA absorbe l'humidité de l'air ambiant et peut devenir très cassants à la flexion, au point de ne plus pouvoir être utilisés dans la machine. Un séchage entre 40 et 50 °C pendant quelques heures peut remédier au problème.
• Le PLA sur le site Wikipédia

• L'alcool polyvinylique (anglais : PolyVinyl Alcohol, abrégé en PVA) est un polymère obtenu par hydrolyse alcaline.
• En impression 3D, le PVA sert de support pour soutenir le matériau principal (en principe du PLA, pour des raisons de compatibilité de température de fusion) lors de l'impression de pièces complexes avec des porte-à-faux trop importants (angle supérieur à environ 45°) ou des zones où les supports sont difficilement accessibles. Le PVA étant soluble dans l'eau, il suffit de plonger l'objet imprimé dans l'eau chaude pour se débarrasser des supports.
• Le PVA sur le site Wikipédia

• L'ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) s'imprime entre 220 et 260°C selon les marques. Afin de lutter contre la déformation (warping), il est conseillé d'utiliser du spray adhésif ou de la colle Uhu en bâton.
• D'une bonne résistance mécanique, l'ABS accepte de grandes variations de température et peut être lissé et poli une fois l'objet imprimé. Il permet la création de prototypes fonctionnels et de pièces finales complexes.
• L'ABS sur le site Wikipédia

• Le PolyCarbonate (PC) est une matière plastique disposant d'excellentes propriétés mécaniques et d'une résistance thermique permettant une utilisation entre −100 °C et 120 °C. Ce polymère est issu de la polycondensation du bisphénol A (BPA) et d'un carbonate ou du phosgène, ou par transestérification.
• Le polycarbonate a la particularité d'être difficilement inflammable, sa caractéristique principale étant d'avoir une très haute température de transition vitreuse (140°C). Il est très important d'imprimer le filament de PolyCarbonate avec une buse très chaude.
• Le PolyCarbonate sur le site Wikipédia

• Le filament PolyPropylène (PP) est un polymère thermoplastique semi-cristallin de grande consommation (bouteille, mobilier, …). Sa résistance exceptionnelle à la fatigue en fait un matériau de choix pour les pièces qui doivent être déformées (articulation entre un couvercle et une boite par exemple). C'est de plus un excellent isolant électrique.
• Sa production en masse est source d'impacts environnementaux et de consommation de pétrole, ainsi que d'émission de gaz à effet de serre. Son impression ou certains additifs (fibres, ignifugeants) peuvent rendre son recyclage difficile ou impossible de manière rentable.
• Le PolyPropylène sur le site Wikipédia

Informations de base Le CPE est un matériau adapté au prototypage de diverses pièces mécaniques. Ses qualités sont similaires au PETG, il est inodore et se déforme peu. Le CPE a une bonne résistance chimique, une bonne adhérence des couches et une bonne adhérence de la surface d'impression.

• Température de buse recommandée : 275°C
• Température de plateau recommandée : 90°C
• Plateau chauffant : L'utilisation d'une feuille poudrée TXT ou satinée est fortement recommandée. L'impression sur la surface PEI lisse peut endommager la feuille.

Le CPE est un co-polyester à base d'acide téréphtalique. Grâce à ses propriétés similaires au PETG ou à l'ABS et à une bonne adhérence des couches, il est bon pour l'impression de prototypes de pièces mécaniques. Le CPE excelle dans sa résistance chimique et mécanique et sa stabilité dimensionnelle. Contrairement à l'ABS, il n'y a aucun problème d'odeur forte ou de déformation. Le CPE est un matériau résistant aux produits chimiques et à la température (résistance jusqu'à 75°C). La résistance à la traction du CPE est similaire à l'ABS. Il convient à l'impression de modèles à parois minces en raison de sa translucidité. Le CPE est bon pour la réalisation de prototypes visuels et fonctionnels, de pièces mécaniques, …

Notez que le CPE adhère fortement à la feuille d'impression et peut endommager sa surface lorsqu'il est supprimé trop imprudemment. Comme pour le PETG, nettoyez la feuille lisse avec un nettoyant pour vitres et envisagez d'appliquer un bâton de colle.

Avantages :

• Bonne résistance mécanique
• Bonne adhérence des couches
• Bonne température et résistance chimique

Inconvénients :

• Température d'impression élevée
• Adhérence de la surface d'impression trop forte
• Problèmes de création de fils similaire à PETG
• Matériau hygroscopique

La meilleure utilisation du CPE est l'impression de pièces techniques nécessitant une bonne résistance chimique et mécanique. Le CPE est bon pour la réalisation de prototypes visuels et fonctionnels, de pièces mécaniques, etc. Conseils pour une impression réussie

La plupart des paramètres d'impression sont similaires au PETG. N'imprimez pas sur la feuille PEI lisse car l'adhérence peut être trop forte !

Utilisez une feuille d'impression texturée.

Le PETG est l'un des matériaux les plus facilement imprimables, il est peu coûteux et adapté aux débutants. Une ténacité et une résistance à la température relativement élevées le rende adapté à l'impression de pièces techniques (par exemple des pièces de nos imprimantes).

• Température de buse recommandée : 230°C pour la première couche, 240°C pour les autres couches
• Température de plateau recommandée : 85°C pour la première couche, 90°0 C pour les autres couches
• Plateau chauffant : L'utilisation d'une feuille poudrée TXT ou satinée est fortement recommandée. L'impression sur une surface PEI lisse peut endommager la feuille.

Le PETG (PolyEthylène Téréphtalate modifié avec du Glycol) est un matériau technique couramment utilisé, populaire parmi les utilisateurs d'imprimantes 3D pour son prix bas et sa bonne “imprimabilité”. Il est tenace, avec une bonne résistance à la température. Le PETG est le plus couramment utilisé pour imprimer diverses pièces mécaniques, supports, pinces et pièces étanches (grâce à une excellente adhérence des couches).

Le PETG a une surface brillante, adhère fortement à une feuille d'impression, ne rétrécit pas et ne se déforme pas (il a très peu de dilatation thermique), il convient donc à l'impression de grands modèles. De plus, sa haute ténacité et sa flexibilité l'empêche souvent de se casser. En raison de leur bonne résistance à la température, les pièces en PETG conviennent aussi bien à une utilisation à l'intérieur qu'à l'extérieur (avec des températures inférieures à 80°C). Certaines pièces de nos imprimantes sont en PETG !

La lettre G en PETG signifie qu'il est modifié avec du “Glycol” pendant le processus de fabrication. Le glycol rend le PET moins cassant, plus facile à imprimer et plus transparent pour les impressions translucides. Bien entendu, vous pouvez également imprimer avec des filaments PET sans glycol. Cependant, l'impression avec uniquement du PET est un défi et n'offre aucun avantage.

Même si le PETG en lui-même peut être considéré comme sans danger pour les aliments, il se compose de couches, comme toute impression 3D, dans lesquelles les bactéries peuvent se développer avec le temps. Vous pouvez éviter cela en appliquant un revêtement alimentaire (époxy). En outre, une buse en acier inoxydable doit être utilisée si la nourriture est l'application prévue.

Bien que le PETG soit fréquemment utilisé dans l'industrie alimentaire et soit considéré comme sûr pour le contact alimentaire, nous ne le recommandons pas (ou tout autre filament) pour l'impression de plats ou d'autres objets qui entrent en contact direct avec des aliments. La raison principale est les minuscules rainures de surface de la couche d'impression qui peuvent contenir de nombreuses colonies bactériennes. Mais si vous voulez toujours une vaisselle imprimée en 3D, nous vous suggérons une application d'une couche spéciale qui scelle la surface (revêtement alimentaire) et impression avec une buse en acier propre.

Certains des fabricants enrichissent le PETG avec divers additifs et vendent ces matériaux sous différents noms. Par exemple, Spoolworks EDGE by E3D est un mélange PET/Copolyester modifié avec des additifs. L'objectif est d'acquérir de meilleures qualités visuelles, une meilleure adhérence de surface et de couche, …

Avantages :

• Facile à imprimer
• Bonne adhérence des couches
• Robuste et durable
• Faible déformation
• Résistance aux hautes températures
• Résistant à l'eau et à l'humidité

Inconvénients :

• Possibilité de création de fils
• Possibilité de création de fils
• Ponts et surplombs médiocres
• Pas génial pour imprimer des pièces détaillées
• Adhère fortement à la surface d'impression
• Soluble dans des produits chimiques dangereux
• Les supports sont difficiles à retirer

Le PETG est utilisé universellement mais est spécialement adapté pour les pièces mécaniques et une utilisation aussi bien en intérieur qu'en extérieur. Nous utilisons du PETG pour imprimer les pièces de nos imprimantes ! Les bouteilles en plastique sont également fabriquées à partir de ce type de matériau.

Contrairement au PLA, le PETG nécessite un plateau chauffant (85°C). Son comportement de pontage et de surplomb est généralement pire, et en plus il est sujet de la création de fils. La création de fils peut être modérée avec des rétractions plus élevées et une température de buse plus basse, mais nous suggérons de faire cela en utilisant des profils PrusaSlicer qui devraient fonctionner correctement. Il est important de refroidir l'impression PETG car cela aide à garder le modèle détaillé et empêche la création de fils et le suintement. Mais si vous voulez que le modèle soit aussi résistant que possible, essayez de désactiver le ventilateur d'impression. Une température de filament plus élevée améliore la fusion entre les couches, ce qui conduit à une meilleure résistance mécanique. Sinon, nous vous recommandons d'imprimer les premières couches avec le ventilateur d'impression éteint pour éviter toute déformation, puis avec le ventilateur tournant à la moitié de sa puissance. N'imprimez pas sur la feuille PEI lisse car l'adhérence peut être trop forte !

Il est conseillé d'utiliser l'une des feuilles d'impression poudrées. N'imprimez pas sur la feuille PEI lisse car l'adhérence peut être trop forte ! Si vous décidez quand même d'utiliser la feuille PEI lisse, appliquez du bâton de colle dessus avant d'imprimer.

Ajout de plus de périmètres pour des pièces plus solides

Si vous souhaitez imprimer des pièces véritablement solides, essayer d'augmenter le nombre de périmètres au lieu d'ajouter plus de remplissage.

Le PETG peut être facilement poncé à sec comme à l'eau.

• Le nylon est une excellente matière plastique polyamide pour le prototypage rapide. Il s'imprime à de hautes températures (240°C +) et est sujet aux décollements.
• Le Nylon sur le site Wikipédia

• Le filament bois est un filament original composé à 40 % de fibres de bois broyées qui s'imprime sensiblement comme du PLA.

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